Hb это твердость: Таблица соответствия HB – HRC

Таблица соответствия HB – HRC

Твёрдость – это сопротивление тела внедрению индентора – другого твёрдого тела. Способы испытания твёрдости подразделяются на статические и динамические. 

К статическим относятся способы измерения твёрдости по Бринеллю, Викерсу, Роквеллу, Кнупу; к динамическим – способы измерения твёрдости по Шору, Шварцу, Бауману, Польди, Морину, Граве. 

Измерения твёрдости осуществляют при 20±10°С. 

Измерение твёрдости по Бринеллю

Бринелля метод [по имени шведского инженера Ю.А.Бринелля (J.A.Brinell)] – способ определения твёрдости материалов вдавливанием в испытываемую поверхность стального закалённого шарика диаметром 2,5; 5 и 10 мм пр нагрузке P от 625 H до 30 кН. Число твёрдости по Бринеллю HB – отношение нагрузки (кгс) к площади (мм2) поверхности отпечатка. Для получения сопоставимых результатов относительной твёрдости материалы (HB свыше 130) испытывают при отношении P:D2=30, материалы средней твёрдости (HB 30-130) – при P:D2=10, мягкие (HB<30) – при P:D2=2,5. Испытания по методу Бринелля проводят на стационарных твердомерах – прессах Бринелля, обеспечивающих плавное приложение заданной нагрузки к шарику и постоянство её при выдержке в течение установленного времени (обычно 30 секунд). 

Метод измерения твердости металлов по Бринеллю регламентирует ГОСТ 9012-59 “Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю”: Стандарт устанавливает метод измерения твердости по Бринеллю металлов с твердостью не более 650 единиц. Сущность метода заключается во вдавливании шарика (стального или из твердого сплава) в образец (изделие) под действием усилия, приложенного перпендикулярно к поверхности образца, в течение определенного времени, и измерении диаметра отпечатка после снятия усилия. ГОСТ 9012-59, в частности, определяет требования, предъявляемые к отбору образцов металла для измерения твёрдости по Бринеллю – размер образцов, шероховатость поверхности и др. 

Измерение твёрдости по Роквеллу

Роквелла метод [по имени американского металлурга С.Роквелла (S.Rockwell), разработавшего этод метод] – способ определения (измерения) твёрдости материалов (главным образом металлов) вдавливанием в испытываемую поверхность алмазного индентора с углом при вершине 120° (шкалы А и С) или стального закалённого шарика диаметром 1/16 дюйма или 1,588 мм (шкала B. Твёрдость по Роквеллу выражается в условных единицах. За единицу твёрдости принята величина, соответствующая перемещению индентора на 0,002 мм. Испытание методов Роквелла проводят на специальном настольном приборе, снабжённом индикатором, который показывает число твёрдости. ГОСТ 23677-79.

методы измерения, шкалы HB, HRC, HV

Машиностроительные детали и механизмы, а также инструменты, предназначенные для их обработки, обладают набором механических характеристик. Немалую роль среди характеристик играет твердость. Твердость металлов наглядно показывает:

• износостойкость металла;
• возможность обработки резанием, шлифованием;
• сопротивляемость местному давлению;
• способность резать другой материал и прочие.

На практике доказано, что большинство механических свойств металлов напрямую зависят от их твердости.

Понятие твердости

Твердость материала – это стойкость к разрушению при внедрении во внешний слой более твердого материала. Другими словами, способность к сопротивлению деформирующим усилиям (упругой или пластической деформации).

Определение твердости металлов производится посредством внедрения в образец твердого тела, именуемого индентором. Роль индентора выполняет: металлически шарик высокой твердости; алмазный конус или пирамида.

После воздействия индентора на поверхности испытуемого образца или детали остается отпечаток, по размеру которого определяется твердость. На практике используются кинематические, динамические, статические способы измерения твердости.

В основе кинематического метода лежит составление диаграммы на основе постоянно регистрирующихся показаний, которые изменяются по мере вдавливания инструмента в образец. Здесь прослеживается кинематика всего процесса, а не только конечного результата.

Динамический метод заключается в следующем. Измерительный инструмент воздействует на деталь. Обратная реакция позволяет рассчитать затраченную кинетическую энергию. Данный метод позволяет проводить испытание на твердость не только поверхности, но и некоторого объема металла.

Статические методы – это неразрушающие способы, позволяющие определить свойства металлов. Методы основаны на плавном вдавливании и последующей выдержке в течение некоторого времени. Параметры регламентируются методиками и стандартами.

Прилагаемая нагрузка может прилагаться:

• вдавливанием;
• царапанием;
• резанием;
• отскоком.

Машиностроительные предприятия на данный момент для определения твердости материалов используют методы Бринелля, Роквелла, Виккерса, а также метод микротвердости.

На основе проводимых испытаний составляется таблица, в которой указываются материалы, прилагаемые нагрузки и полученные результаты.

Единицы измерения твердости

Каждый способов измерения сопротивления металла к пластической деформации имеет свою методику его проведения, а также единицы измерения.

Измерение твердости мягких металлов производится методом Бринелля. Данному способу подвергаются цветные металлы (медь, алюминий, магний, свинец, олово) и сплавы на их основе, чугуны (за исключением белого) и отожженные стали.

Твердость по Бринеллю определяется вдавливанием закаленного, отполированного шарика из шарикоподшипниковой стали ШХ15. Окружность шарика зависит от испытуемого материала. Для твердых материалов – все виды сталей и чугунов – 10 мм, для более мягких – 1 – 2 — 2,5 — 5 мм. Необходимая нагрузка, прилагаемая к шарику:

• сплавы железа – 30 кгс/мм2;
• медь и никель – 10 кгс/мм2;
• алюминий и магний – 5 кгс/мм2.

Единица измерения твердости – это числовое значение и следующий за ними числовой индекс HB. Например, 200 НВ.

Твердость по Роквеллу определяется посредством разницы приложенных нагрузок к детали. Вначале прикладывается предварительная нагрузка, а затем общая, при которой происходит внедрение индентора в образец и выдержка.

В испытуемый образец внедряется пирамида (конус) из алмаза или шарик из карбида вольфрама (каленой стали). После снятия нагрузки производится замер глубины отпечатка.

Единица измерения твердости – это условные единицы. Принято считать, что единица — это величина осевого перемещения конуса, равная 2 мкм. Обозначение твердости маркируется тремя буквами HR (А, В, С) и числовым значением. Третья буква в маркировке обозначает шкалу.

Методика отображает тип индентора и прилагаемую к нему нагрузку.

В основном, используются шкалы измерения А и С. Например, твердость стали HRC 26…32, HRB 25…29, HRA 70…75.

Измерению твердости по Виккерсу подвергаются изделия небольшой толщины или детали, имеющие тонкий, твердый поверхностный слой. В качестве клинка используется правильная четырехгранная пирамида угол при вершине, которой составляет 136°. Отображение значений твердости выглядит следующим образом: 220 HV.

Измерение твердости по методу Шора производится путем замера высоты отскока упавшего бойка. Обозначается цифрами и буквами, например, 90 HSD.

К определению микротвердости прибегают, когда необходимо получить значения мелких деталей, тонкого покрытия или отдельной структуры сплава. Измерение производят путем измерения отпечатка наконечника определенной формы. Обозначение значения выглядит следующим образом:

Н_□ 0,195 = 2800, где

_□  — форма наконечника;

_0,196  — нагрузка на наконечник, Н;

2800 – численное значение твердости, Н/мм².

Твердость основных металлов и сплавов

Измерение значения твердости проводится на готовых деталях, отправляющихся на сборку. Контроль производится на соответствие чертежу и технологическому процессу. На все основные материалы уже составлены таблицы значений твердости как в исходном состоянии, так и после термической обработки.

Цветные металлы

Твердость меди по Бринеллю составляет 35 НВ, значения латуни равны 42-60 НВ единиц в зависимости от ее марки. У алюминия твердость находится в диапазоне 15-20 НВ, а у дюралюминия уже 70НВ.

Черные металлы

Твердость по Роквеллу чугуна СЧ20 HRC 22, что соответствует 220 НВ. Сталь: инструментальная – 640-700 НВ, нержавеющая – 250НВ.

Для перевода из одной системы измерения в другую пользуются таблицами. Значения в них не являются истинными, потому что выведены империческим путем. Не полный объем представлен в таблице.

Значения твердости, даже если они производятся одним и тем же методом, зависят от прилагаемой нагрузки. Чем меньше нагрузка, тем выше показания.

Методы измерения твердости

Все методы определения твердости металлов используют механическое воздействие на испытуемый образец – вдавливание индентора. Но при этом не происходит разрушение образца.

Метод определения твердости по Бринеллю был первым, стандартизованным в материаловедении. Принцип испытания образцов описан выше. На него действует ГОСТ 9012. Но можно вычислить значение по формуле, если точно измерить отпечаток на образце:

HB=2P/(πD*√(D²-d²),

• где
  Р – прикладываемая нагрузка, кгс;
• D – окружность шарика, мм;
• d – окружность отпечатка, мм.
  Шарик подбирается относительно толщины образца. Нагрузку высчитывают предварительно из принятых норм для соответствующих материалов:
  сплавы из железа — 30D²;
  медь и ее сплавы — 10D²;
  баббиты, свинцовые бронзы — 2,5D².

Условное изображение принципа испытания

Скачать ГОСТ 9012-59

Схематически метод исследования по Роквеллу изображается следующим образом согласно ГОСТ 9013.

Метод измерения твердости по Роквеллу

Итоговая приложенная нагрузка равна сумме первоначальной и необходимой для испытания. Индикатор прибора показывает разницу глубины проникновения между первоначальной нагрузкой и испытуемой h –h_0.

Скачать ГОСТ 9013-59

Метод Виккерса регламентирован ГОСТом 2999. Схематически он изображается следующим образом.

Метод Виккерса

Математическая формула для расчета:
HV=0.189*P/d² МПа
HV=1,854*P/d² кгс/мм²
Прикладываемая нагрузка варьируется от 9,8 Н (1 кгс) до 980 Н (100 кгс). Значения определяются по таблицам относительно измеренного отпечатка d.

Метод Шора

Метод считается эмпирическим и имеет большой разброс показаний. Но прибор имеет простую конструкцию и его можно использовать при измерении крупногабаритных и криволинейных деталей.

Измерить твердость по Моосу металлов и сплавов можно царапанием. Моос в свое время предложил делать царапины более твердым минералом по поверхности предмета. Он разложил известные минералы по твердости на 10 позиций. Первую занимает тальк, а последнюю алмаз.

После измерения по одной методике перевод в другую систему весьма условен. Четкие значения существуют только в соотношении твердости по Бринеллю и Роквеллу, так как машиностроительные предприятия их широко применяют. Зависимость можно проследить при изменении диаметра шарика.

Как видно из таблицы, увеличение диаметра шарика значительно снижает показания прибора. Поэтому на машиностроительных предприятиях предпочитают пользоваться измерительными приборами с однотипным размером индентора.

Твердость по Бринеллю. Особенности и суть метода

Метод первопроходец. Звание заслуживает система определения твердости материалов, разработанная Августом Бринеллем. Это инженер из Швеции. Его метод стал первым стандартизированным и широко используемым. Шкалу Бринелля мир «взял на вооружение» в 1900-ом году. Разберемся, в чем суть системы, твердость каких материалов можно узнать с ее помощью, и есть ли у метода минусы.

Твердость по Бринеллю – суть метода

Для определения твердости используют прибор, составленный из измерительного блока и пресса. Наконечник пресса – стальной шарик. Его именуют индентором. Диаметр шарика соответствует ГОСТу 9012 – 59 (ИСО 6506-81, ИСО 410-82), установленному в 1990-лм году. Разрешены 3 показателя: 2,5, 5 и 10 миллиметров.

Нужный индентор выбирают так, чтобы отпечаток от него лежал в пределах 0,2-0,7 диаметра шарика. Измерение твердости по Бринеллю производится либо стальным шариком, либо шариком из карбида вольфрама. Последний, позволяет узнать твердость материалов, превышающих показатель обычной стали.

Карбидный индентор, как правило, нужен для инструментальных сплавов. Шарик из обычной стали используют, измеряя твердость древесины, меди, алюминия, дюраля, нержавейки, стекла. То есть, твердомер применяют не только к металлам.

Метод измерения твердости по Бринеллю состоит из 2-х нагрузок. Сначала, пресс опускают для пробной. Небольшим надавливанием устанавливают начальное положение индентора. После, сообщают уже солидный вес, держат определенное время, потом, измеряют диаметр следа. Звучит «стройно», но есть сложность.

По краям отпечатка образуются навалы и наплывы материала. Из-за них диаметр, глубина могут быть неточными. Твердость по методу Бринелля измеряют до упругого восстановления, то есть до возвращения материала в первоначальную форму. Это возвращение может быть неполным. Тогда, фиксируется его степень.

В схожем методе Роквелла упругого восстановления не дожидаются, да и в качестве индентора используют не только металлические шары, но и алмазные конусы. Это стоит учитывать, замеряя твердость по Бринеллю и Роквеллу. Для чистоты эксперимента можно добавить еще один метод, главное, соблюсти нюансы исследований и уметь соотнести их результаты. Об этом и поговорим.

Определение твердости по Бринеллю – о цифрах и буквах

Результаты исследований выражаются в буквенно-цифровой записи. Из букв в ней присутствуют либо HB, либо HBW. Первое обозначение актуально для стального шарика. Вторая запись указывает на то, что вдавливали сферу из карбида вольфрама. К буквам добавляют 2 или 3 числа. Первое – показатель твердости. Максимально возможный по Бринеллю – 650. Такой показатель измеряется карбидным индентором. Стальной вдавливается в материалы твердостью до 450-ти единиц.

Второе число в записи – диаметр шарика-наконечника. Он не указывается лишь в том случае, если максимальный, то есть равен 10-ти миллиметрам. Третье число в обозначении – сила, с которой давили на испытуемый образец. Рассмотрим такой перевод твердости по Бринеллю: 500 HBW 5/800.  Запись HBW свидетельствует о применение карбидного шарика. Его диаметр составил 5 миллиметров.

Сила давления была равна 800-от килограммов силы (кгс). 500- итоговая твердость материала. Вычисляется она по формуле отношения приложенного усилия к площади отпечатка. Интересно, что со значениями шкалы Бринелля совпадает еще одна – Виккерса. Обе начинаются со 100 единиц. Правда наивысшая твердость по Виккерсу и Бринеллю разнится.

У Виккерса значения доходят до 1 200-от. Записи результатов отличаются лишь буквами. Шкала Виккерса обозначается HV. Стоит учитывать это, выбирая товары с указанием твердости. То, что по Бринеллю тверже стали, по Виккерсу – материал весьма податливый.

Кстати, согласно большинству словарей, твердость – это свойства пластичности, упругости и сопротивления деформациям, или иным разрушениям, при вдавливании в верхний слой испытуемого образца другого, более твердого вещества. Ну, вот, уточнили о чем речь. Пора разобраться, какая твердость и для каких материалов считается приемлемой.

Твердость по Бринеллю – таблица значений

Твердость стали по Бринеллю может быть от 103-ти до 200-от единиц. Показатель зависит от марки. Не стоит забывать, что существует мягкая, нержавеющая и закаленная сталь. Сплав Ст0, к примеру, занимает нижнюю планку твердости. СТ2пс – марка со 116-ю HB. У СТ3пс показатель равен 131. 170 HB отличают сталь СТ5Гпс и СТ5пс. 200 единиц у марок ВСт6сп, СТ6пс и СТ6сп.

Твердость металлов по Бринеллю, в том числе и их сплавов, к коим причисляется сталь, важна при эксплуатации многих предметов. Пример – подшипники. Они подвергаются трению. Будь сплав для подшипников мягким, машина не отходит и гарантийного срока. Сопротивляемость деталей износу, зависящая от твердости, важна и при конструировании космических аппаратов, летной техники, строительных конструкций.

Твердость стали по Брюнеллю для арматуры высотных зданий, к примеру, должна быть не ниже 150-ти единиц. Если брать усредненные цифры для металлов, то черные, как правило, маркируются числом 140 HB, а твердость цветных не превышает 130-ти. Драгоценные металлы одни из самых податливых.

Так, твердость платины по Бринеллю – всего 50. Выше говорилось, что шкала начинается со 100. Однако, современные технологи нередко дополняют ее, доводя до единицы. Твердость некоторых цветных металлов щелочноземельной группы составляет всего 30 HB.

Если вопрос не о строительстве и конструировании машин, а о ремонте, людей больше интересуют показатели древесины. Ее твердость тоже иногда измеряют по Бринеллю. Для сплавов металлов есть ГОСТы. Массы изначально «замешивают» в соответствии с техническими требованиями. Для древесины условия иные. Твердость зависит не только от породы, но и от условий произрастания.

Липа из разных местностей может отличаться на 10-20 баллов, как и сосна, дуб, ольха. Поэтому, лучше смотреть не из чего сделаны стол, или паркет, а какая твердость указана в документах к ним.

Для паркета берется древесина, как минимум, средней твердости. Если отбросить, погрешность на условия произрастания, точно подойдут  блоки из белой акации, самшита, железной березы, граба и кизила.

Твердость этих пород приближенна к 100 HB. Это на торцах. Радиальный и тангенциальный показатели неизбежно ниже процентов на 30. Древесину по Бринеллю мерят в странах Европы. Россия к ним примыкает. Продукция из США соответствует шкале Янка. Этот тест узконаправлен, применим только к дереву.

В Америке прилагаемую к материалу силу записывают не в килограммах, а в фунтах. Диаметр металлического шарика выражен в дюймах, составляет 0,444. В миллиметрах это около 11-ти.

Итоговый результат измерений не бывает ниже 660 единиц. Высший показатель – 4 500. Таким «хвастается» гваяковое дерево. Оно одно из самых дорогих, поскольку из-за твердости сложно обрабатывается, к тому же, редко встречается.

В общем, число 4 500, даже на товарах из Штатов, встретишь редко. А вот значения Бринелля проставлены на большинстве продукции, изготавливаемой в России, и завозимой из-за рубежа. Это шкала, в премудростях которой стоит разобраться.

Таблица твердости металлов по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору

---

Твердостью металла называют его свойство оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии стандартного тела-наконечника на поверхностные слои материала.

Испытание на твердость – основной метод оценки качества термообработки изделия.

Определение твердости по методу Бринелля. Метод основан на том, что в плоскую поверхность под нагрузкой внедряют стальной шарик. Число твердости НВ определяется отношением нагрузки к сферической поверхности отпечатка.

Метод Роквелла (HR) основан на статическом вдавливании в испытываемую поверхность наконечника под определенной нагрузкой. В качестве наконечников для материалов с твердостью до 450 HR используют стальной шарик. В этом случае твердость обозначают как HRB. При использовании алмазного конуса твердость обозначают как HRA или HRC (в зависимости от нагрузки).

Твердость по методу Виккерса (HV) определяют путем статического вдавливания в испытуемую поверхность алмазной четырехгранной пирамиды. При испытании измеряют отпечаток с точностью до 0,001 мм при помощи микроскопа, который является составной частью прибора Виккерса.

Метод Шора. Сущность данного метода состоит в определении твердости материала образца по высоте отскакивания бойка, падающего на поверхность испытуемого тела с определенной высоты. Твердость оценивается в условных единицах, пропорциональных высоте отскакивания бойка.

Числа твердости HRC для некоторых деталей и инструментов

Детали и инструменты	Число твердости HRC
Головки откидных болтов, гайки шестигранные, рукоятки зажимные	33…38
Головки шарнирных винтов, концы и головки установочных винтов, оси шарниров, планки прижимные и съемные, головки винтов с внутренними шестигранными отверстиями, палец поводкового патрона	35…40
Шлицы круглых гаек	36…42
Зубчатые колеса, шпонки, прихваты, сухари к станочным пазам	40…45
Пружинные и стопорные кольца, клинья натяжные	45…50
Винты самонарезающие, центры токарные, эксцентрики, опоры грибковые и опорные платики, пальцы установочные, цанги	50…60
Гайки установочные, контргайки, сухари к станочным пазам, эксцентрики круговые, кулачки эксцентриковые, фиксаторы делительных устройств, губки сменные к тискам и патронам, зубчатые колеса	56…60
Рабочие поверхности калибров – пробок и скоб	56…64
Копиры, ролики копирные	58…63
Втулки кондукторные, втулки вращающиеся для расточных борштанг	60…64

Таблица соотношений между числами твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу, Шору

Указанные значения твердости по Роквеллу, Виккерсу и Шору соответствуют значениям твердости по Бринеллю, определенным с помощью шарика диаметром 10 мм.

По Роквеллу			По Бринеллю		По Виккерсу (HV)	По Шору
HRC	HRA	HRB	Диаметр отпечатка	HB
65	84,5	–	2,34	688	940	96
64	83,5	–	2,37	670	912	94
63	83	–	2,39	659	867	93
62	82,5	–	2,42	643	846	92
61	82	–	2,45	627	818	91
60	81,5	–	2,47	616	–	–
59	81	–	2,5	601	756	86
58	80,5	–	2,54	582	704	83
57	80	–	2,56	573	693	–
56	79	–	2,6	555	653	79,5
55	79	–	2,61	551	644	–
54	78,5	–	2,65	534	618	76,5
53	78	–	2,68	522	594	–
52	77,5	–	2,71	510	578	–
51	76	–	2,75	495	56	71
50	76	–	2,76	492	549	–
49	76	–	2,81	474	528	–
48	75	–	2,85	461	509	65,5
47	74	–	2,9	444	484	63,5
46	73,5	–	2,93	435	469	–
45	73	–	2,95	429	461	61,5
44	73	–	3	415	442	59,5
42	72	–	3,06	398	419	–
40	71	–	3,14	378	395	54
38	69	–	3,24	354	366	50
36	68	–	3,34	333	342	–
34	67	–	3,44	313	319	44
32	67	–	3,52	298	302	–
30	66	–	3,6	285	288	40,5
28	65	–	3,7	269	271	38,5
26	64	–	3,8	255	256	36,5
24	63	100	3,9	241	242	34,5
22	62	98	4	229	229	32,5
20	61	97	4,1	217	217	31
18	60	95	4,2	207	206	29,5
–	59	93	4,26	200	199	–
–	58	–	4,34	193	192	27,5
–	57	91	4,4	187	186	27
–	56	89	4,48	180	179	25

Метод Бринелля

Метод Бриннеля — один из основных методов определения твёрдости.

Этот метод относится к методам вдавливания. Испытание проводится следующим образом: вначале дают небольшую предварительную нагрузку для установления начального положения индентора на образце, затем прилагается основная нагрузка, образец выдерживают под её действием, измеряется глубина внедрения, после чего основная нагрузка снимается. При определении твёрдости методом Бринелля, в отличие от метода Роквелла, измерения производят до упругого восстановления материала. Индентор (полированный закалённый стальной шарик) вдавливают в поверхность испытуемого образца (толщиной не менее 4 мм) с регламентированным усилием. Через 30 с после приложения нагрузки измеряют глубину отпечатка. В другом варианте усилие прилагается до достижения регламентированной глубины внедрения.

Твёрдость по Бринеллю HB рассчитывается как «приложенная нагрузка», делённая на «площадь поверхности отпечатка»:

  ,

где — приложенная нагрузка, H;

— диаметр шарика, мм;

— диаметр отпечатка, мм,

или по формуле:

  ,

где — глубина внедрения индентора.

Нормативными документами определены диаметры индентора, время экспозиции, глубина внедрения индентора.

• В России регламентированные нагрузки 49 Н, 127 Н, 358 Н, 961 Н, диаметр шарика 5 мм, глубины внедрения от 0,13 до 0,35 мм. В разных спецификациях эти значения различны.
• Наиболее распространённые диаметры шарика — 10, 5, 2,5 и 1 мм и нагрузки 187,5 кгс, 250 кгс, 500 кгс, 1 000 кгс и 3 000 кгс.
• Для выбора диаметра шарика обычно используют следующее правило: диаметр отпечатка должен лежать в пределах 0,2—0,7 диаметра шарика.
• В методиках ISO и ASTM объединены метод с одним шариком и разными нагрузками и метод с применением разных шариков, а также дана формула вычисления твёрдости, не зависящей от нагрузки.

Твёрдость по шкале Бринелля выражают в кгс/мм². Для определения твёрдости по методу Бринелля используют различные твердометры, как автоматические, так и ручные.

Таблица: Типичные значения твёрдости бринелль для различных материалов

Материал	Твёрдость
Мягкое дерево, например сосна	1,6 HBS 10/100
Твёрдое дерево	от 2,6 до 7,0 HBS 10/100
Алюминий	15 HB
Медь	35 HB
Дюраль	70 HB
Мягкая сталь	120 HB
Нержавеющая сталь	250 HB
Стекло	500 HB
Инструментальная сталь	650—700 HB

Преимущества и недостатки

Недостатки

• Метод можно применять только для материалов с твердостью до 450 HB, если применять стальной закаленный шарик. Как альтернатива, применяют шарики из твёрдого сплава на основе карбида вольфрама (WC), это позволяет повысить верхний предел измерения твёрдости до 600 HBW.
• Твёрдость по Бринеллю зависит от нагрузки, так как изменение глубины вдавливания не пропорционально изменению площади отпечатка.
• При вдавливании индентора по краям отпечатка из-за выдавливания материала образуются навалы и наплывы, что затрудняет измерение как диаметра, так и глубины отпечатка.
• Из-за большого размера тела внедрения (шарика) метод неприменим для тонких образцов.

Преимущества

Перевод результатов измерения твёрдости различными методами

Результаты измерения твёрдости по методу Бринелля могут быть переведены с помощью таблиц в единицы твёрдости по методам Виккерса и Роквелла. В свою очередь, измерения твёрдости двумя последними методами могут быть переведены в единицы твёрдости по методу Бринелля. Следует отметить, что таблицы перевода в разных нормативных документах отличаются.

Возврат к списку

Соотношение твердости стали по Бринеллю HB, Роквеллу HRC, Виккерсу HV

• 

Таблица соответствия твердостей стали

Справочная таблица: Диаграмма преобразования твердости стали

 

Твердость по Бринеллю HB	Роквеллу HRC	Роквеллу HRB	Виккерсу HV	Н / мм²
800	72
780	71
760	70
752	69
745	68
746	67
735	66
711	65
695	64
681	63
658	62
642	61
627	60
613	59
601	58		746
592	57		727
572	56		694
552	55		649
534	54	120	589
513	53	119	567
504	52	118	549
486	51	118	531
469	50	117	505
468	49	117	497
456	48	116	490	1569
445	47	115	474	1520
430	46	115	458	1471
419	45	114	448	1447
415	44	114	438	1422
402	43	114	424	1390
388	42	113	406	1363
375	41	112	393	1314
373	40	111	388	1265
360	39	111	376	1236
348	38	110	361	1187
341	37	109	351	1157
331	36	109	342	1118
322	35	108	332	1089
314	34	108	320	1049
308	33	107	311	1035
300	32	107	303	1020
290	31	106	292	990
277	30	105	285	971
271	29	104	277	941
264	28	103	271	892
262	27	103	262	880
255	26	102	258	870
250	25	101	255	853
245	24	100	252	838
240	23	100	247	824
233	22	99	241	794
229	21	98	235	775
223	20	97	227	755
216	19	96	222	716
212	18	95	218	706
208	17	95	210	696
203	16	94	201	680
199	15	93	199	667
191	14	92	197	657
190	13	92	186	648
186	12	91	184	637
183	11	90	183	617
180	10	89	180	608
175	9	88	178	685
170	7	87	175	559
167	6	86	172	555
166	5	86	168	549
163	4	85	162	539
160	3	84	160	535
156	2	83	158	530
154	1	82	152	515
149		81	149	500
147		80	147	490
143		79	146	482
141		78	144	481
139		77	142	480
137		76	140	475
135		75	137	467
131		74	134	461
127		72	129	451
121		70	127	431
116		68	124	422
114		67	121	412
111		66	118	402
107		64	115	382
105		62	112	378
103		61	108	373
95		56	104
90		52	95
81		41	85
76		37	80
Brinell HB	Rockwell HRC	Rockwell HRB	Vickers HV	Н / мм²
3000кг 10мм шарик	150кг	100кг 1/16 ” Шарик	Алмазная пирамидка 120кг	Предел прочности на разрыв (приблизительно)

*Так как различные виды испытаний на твердость не все измеряют ту же самую комбинацию свойств материала, преобразование из одной шкалы твердости в другую лишь приблизительный процесс. Из-за широкого диапазона изменения среди различных материалов, не представляется возможным констатировать доверительные границы для ошибок при помощи диаграммы преобразования.

04.12.2018 00:19:12

0

2994

Комментарии:

Твердость по Бринеллю — что это такое и для чего ее нужно знать

При выборе паркета покупатель сталкивается со множеством характеристик, ранее ему не знакомых. Одной из них является Твердость по Бринеллю, которая чаще всего используется для оценки твердости полов из разных пород древесины. Иногда в тех же целях применяются и другие методы, например, шкала Янка (широко используется в США).

Автор метода — шведский ученый Юхан Андерс Бринелль, предложивший в 1900 году измерять твердость металлов с помощью вдавливания с определенной силой в их поверхность металлического шарика. Позже метод был применен для определения твердости древесины. По диаметру оставленного шариком отпечатка оценивают степень твердости образца.

В качестве индентора используется шарик из твердого сплава диаметром от 1 до 10 мм, в зависимости от материала исследуемого образца. От него же зависит и степень прилагаемой нагрузки. Для образцов из древесины используется нагрузка в 100 кг и шарик диаметром 10 мм.

Твердость по Бринеллю обозначают HB (BHN, HBS, HBW). Она рассчитывается по формуле:

HB = F/S

Где F — приложенная сила;

S — площадь квадрата, в который вписана окружность полученного отпечатка.

Ниже приведены породы древесины и их показатели HB (чем выше число, тем тверже древесина):

Нетрудно заметить, что у хвойных и быстрорастущих лиственных пород твердость гораздо ниже, чем у медленно растущих лиственных пород, например, дуба. Кроме того, показатель твердости древесины зависит от климатических условий, в которых дерево росло, так что у одной и той же породы твердость может варьироваться. К примеру:

• Вишня – от 3,0 до 3,2
  
• Ясень – от 3,3 до 4,1
  
• Клен – от 3,2 до 4,2
  
• Дуб – от 2,9 до 3,7
  
• Бук – от 2,7 до 4,0
  
• Береза ​​- от 2,2 до 2,7
  
• Сосна – от 1,3 до 1,8
  

Почему нужно знать твердость древесины по Бринеллю?

Эта информация важна, т. к. позволяет судить о прочности и потенциальной износостойкости конкретного продукта, будь то массивная доска, штучный паркет или инженерные конструкции. Чем мягче слой износа паркета, тем легче он будет повреждаться от твердых предметов (например, ножек мебели, каблуков и т. п.) и быстрее изнашиваться с годами.

Особенно это актуально для мест высокой проходимости: прихожих, детских, кухонь. В таких помещениях рекомендуют укладывать паркет, сделанный из пород высокой и средней твердости. Например, бамбуковый паркет для детской.

Обычно производители широко применяют в изготовлении паркета древесину пород средней твердости (дуб, ясень), реже – древесину сверхтвердых пород (ятоба, сукупира, ярра, венге и др.). При этом стоимость массивной доски тем выше, чем тверже древесина, из которой она сделана. Исключение – паркет из бамбука, сверхпрочный, но при этом доступный по цене. Пример: массивная доска из Бамбука от Amigo.

Для паркетной доски твердость древесины тоже имеет значение, однако нужно иметь в виду, что чем тоньше слой ценной древесины, тем меньшую нагрузку принимает он на себя. Поэтому при производстве шпонированной паркетной доски (ценный слой – 0,5-1,5 мм) в качестве промежуточного слоя используется сверхтвердая HDF-плита, выдерживающая высокие нагрузки.

Твердость по Роквеллу (HRC, HRB) в Твердость по Бринеллю (HB или BHN) Преобразование

Твердость очень важна для производства черных металлических отливок, тепла процесс обработки и обработки. Твердость по Роквеллу (HRC и HRB) и Твердость по Бринеллю (HB или BHN) чаще всего используется для стали и чугунные отливки. Хотя нет точных таблиц преобразования и уравнений, но литейный завод dandong рекомендует следующие формулы и сравнительные таблицы в соответствии с опытом и стандартами. Формула A – Преобразование HRC в HB Твердость по Роквеллу С (HRC) Твердость по Бринеллю (HB) с 21 по 30 HB = 5,970 * HRC + 104,7 с 31 по 40 HB = 8,570 * HRC + 27,6 От 41 до 50 HB = 11,158 * HRC – 79,6 От 51 до 60 НВ = 17.515 * HRC – 401 Формула B – Преобразование HRB ​​в HB Твердость по Роквеллу B (HRB) Твердость по Бринеллю (HB) От 55 до 69 HB = 1,664 * HRB + 8,7 с 70 по 79 HB = 2,394 * HRB – 42,7 От 80 до 89 HB = 3,297 * HRB – 114 От 90 до 100 HB = 5.582 * HRB – 319 следующие два таблицы преобразования взяты из стандарта ASTM A 370. Таблица A является Сравнение твердости по Роквеллу С, твердости по Бринеллю, по Виккерсу Твердость и прочность на разрыв (Rm). Таблица B – сравнение между HRB, BH, HV и Rm, см. iron-foundry.com. Таблица A – HRC в HB, HV, Rm Прочность на растяжение HRC Твердость HB Твердость HV Твердость Rm Алмазный пенетратор Бринелль 3000 кгс Vickers 30 Н / мм2 МПа 20 226 238 760 21 231 243 770 22 237 248 790 23 243 254 810 24 247 260 820 25 253 266 850 26 258 272 860 27 264 279 880 28 271 286 900 29 279 294 930 30 286 302 950 31 294 310 970 32 301 318 1010 33 311 327 1030 34 319 336 1050 35 327 345 1080 36 336 354 1110 37 344 363 1140 38 353 372 1180 39 362 382 1220 40 371 392 1250 41 381 402 1300 42 390 412 1340 43 400 423 1390 44 409 434 1430 45 421 446 1480 46 432 458 1520 47 442 471 1580 48 455 484 1640 49 468 498 1700 50 482 513 1760 51 496 528 1820 52 512 544 1880 53 525 560 1950 54 543 577 2010 55 560 595 2070 56 577 613 2160 57 595 633 2240 58 615 653 2330 59 634 674 2420 60 654 697 – 61 670 720 – 62 688 746 – 63 706 772 – 64 722 800 – 65 739 832 – 66 – 865 – 67 – 900 – 68 – 940 – Таблица B – HRB в HB, HV, Rm Прочность на растяжение HRB Твердость HB Твердость HV Твердость Rm Мяч 1/16 “ Бринелль 3000 кгс Vickers 30 Н / мм2 МПа 49 92 – 320 51 94 – 330 54 – – – 55 100 100 340 56 101 101 – 57 103 103 350 58 104 104 – 59 106 106 360 60 107 107 – 61 108 108 – 62 110 110 370 63 112 112 – 64 114 114 – 65 116 116 385 66 117 117 395 67 119 119 400 68 121 121 405 69 123 123 415 70 125 125 420 71 127 127 425 72 130 130 435 73 132 132 440 74 135 135 450 75 137 137 455 76 139 139 460 77 141 141 470 78 144 144 475 79 147 147 485 80 150 150 495 81 153 153 505 82 156 156 530 83 159 159 550 84 162 162 560 85 165 165 565 86 169 169 570 87 172 172 580 88 176 176 590 89 180 180 605 90 185 185 615 91 190 190 620 92 195 195 635 93 200 200 650 94 205 205 675 95 210 210 690 96 216 216 705 97 222 222 715 98 228 228 750 99 234 234 785 100 240 240 800 HRC – алмаз пенетратор 120 °, нагрузка 1470 Н (150 кгс) длительностью 30 секунд. HRB – шар 1/16 ’’, нагрузка 980 Н (100 кгс) длительностью 30 секунд. HB – шарик 10 мм, нагрузка 29 400 Н (3000 кгс) дурата 15 секунд. BHN – Номер твердости по Бринеллю, который имеет то же значение, что и HB. HV – алмазный пенетратор 136 °, нагрузка 294 Н (30 кгс), длительность 15 секунд. Дом | Еще статьи

Основные продукты литья Плита Горелка Чугунная плита Литье крышки люка Тормозной барабан Warping Head Casting Шкив из ковкого чугуна Чугунный маховик Дверца котла ясеня Чугунная решетка Трактор КПП Корпус насоса Чугунные кронштейны Чугун Вес Зубчатая передача Большой литой стальной кронштейн Чугунная дренажная труба Отливки фланцевые Чугунные фитинги Решетки горелки для газовой плиты Веса из серого чугуна Чугунная опора оси чугунные блоки Газовая горелка Чугунные отливки для грузовиков Чугунные запчасти для тракторов Чугунные части печи Корпус насоса и корпус клапана Чугунное основание для зонтов Чугунная сковорода, Посуда Котельная сажа Коллектор

.Калькулятор преобразования твердости

– HB, HRB, HR15T, HR30T

Калькулятор твердости для пересчета

Введите значение, выберите конверсию и нажмите на кнопку рассчитать. Результат будет отображаться. (Выше приведены преобразования для аустенитных нержавеющих сталей и формул согласно ASTM E140)

Твердость – это устойчивость материала к локальной деформации.Термин может применяться для деформация от вдавливания, царапин, порезов или изгиба.

В металлах, керамике и большинстве У полимеров деформация считается пластической деформацией поверхности.

Твердость измерения широко используются для контроля качества материалов, потому что они быстрые и считаются неразрушающими испытаниями, когда метки или углубления, произведенные испытанием находятся в областях низкого напряжения.

Тест Бринелля был изобретен доктором Дж. А. Бринеллем в Швеции в 1900 году. Система твердости по Бринеллю является одной из наиболее широко используемых систем для индикации твердость металлов и сплавов. В тесте Бринелля используется настольный компьютер для приложения определенной нагрузки к закаленной сфере указанный диаметр. Число твердости по Бринеллю может быть представлено HB.

Тест на твердость по Роквеллу был изобретен Стэнли П. Роквеллом. Тест Твердости по Роквеллу также использует машину для приложения определенной нагрузки, а затем измеряет глубина получаемого впечатления.Число твердости по Роквеллу может быть представлено HRB.

Когда материал очень тонкий, необходимо использовать более легкие нагрузки, в результате чего Rockwell 30T. Тест измеряет твердость, вдавливая индентор в поверхность стали с определенной нагрузкой и их измерение, насколько далеко индентор был в состоянии проникнуть.

HR15T может быть представлен как Роквелл Поверхностный 15-т масштабе. Измеритель поверхностной твердости по Роквеллу используется для испытания тонких материалов, слегка науглероженных стальные поверхности или детали, которые могут погнуться или раздавиться в условиях обычного испытания.Этот тестер использует те же инденторы, что и стандартный тестер Rockwell, но нагрузка снижается.

,

BHN – номер твердости по Бринеллю

Тест на твердость по Бринеллю обычно используется для определения твердости таких материалов, как металлы и сплавы.

Испытание достигается путем приложения известной нагрузки к поверхности испытываемого материала через шарик из закаленной стали известного диаметра. Диаметр получающегося постоянного оттиска в исследуемом металле измеряется, и значение твердости по Бринеллю вычисляется как

BHN = 2 P / (π D (D – (D ² – d ² ) ^1/2 )) (1)

, где

BHN = номер твердости по Бринеллю

P = нагрузка на индентующий инструмент (кг)

D = диаметр стального шарика (мм)

d = измерьте диаметр на краю оттиска (мм)

Желательно, чтобы испытательная нагрузка была ограничена диаметром оттиска в диапазоне 2.От 5 до 4,75 мм.

Приблизительные нагрузки и значения твердости по Бринеллю:

1500

Твердость по Бринеллю	Нагрузка (кг)
160 – 600	3000
80 – 300	1500
26 – 100	500

Типичные значения твердости по Бринеллю для металлов

Материал	Твердость по Бринеллю
Мягкая латунь	60
Мягкая сталь	130
Сталь отожженного долота	235
Белый чугун	415
Поверхность с азотом	750

Твердость стали в зависимости от прочности

Для полной таблицы – поверните экран!

Б

–

Brinell		Vickers	Rockwell		Эквивалент Rm
Диаметр оттиска (мм)	Твердость HB	Твердость с	(т F / в 2 )	(кг F / мм 2 )	(н / мм 2 )
2.50	601	640	–	57,0	–	–	–
2,55	578	615	–	56,0	–	–	–	–	–	–
2.60	555	591	120	54.5	–	–	–
2.65	534	569	119	53.5	–	–	–
2.70	514	547	119	52,0	–	–	–
2,75 9556	495	528	528		51,0	–	–	–
2,80	477	508	117	49,5	–	–	–
2.85	461	491	116	48,5	101	160	1569
2,90	444	474	115	47,0	98	155	1520
2.95	429	455	115	45,50056	95	150	1471
3.00	415	440	114	44.5	92	145	1422
3.05	401	425	113	43.0	88	139	1363
3.10	388	112 10	112 558	112	42.0	85	134	1314
3.15	375	396	112	40.5	82	129	1265
3.20	363	383	110	39,0	80	126	1236
3,25	352	372	110	38,0	77	121	1187
3.30	341	360	109	36.5	75	118	1157
3.35	331	350	109	35.5	73	114	1118
3.40	321	339	108	34,5	71	111	1089
900 45	311	31	108 9001		33,0	68	107	1049
3,50	302	319	107	32,0	66	104	1020
3.55	293	309	106	31,0	64	101	990
3,6	285	301	105	30,0	900 900 5555 95 900 99	99	971
3.65	277	292	104	29.0	61	96	941
3.70	269	284	104	27.5	59	93	912
3.75	262	276	103	26,5	58	91	892
3.80	259	102 559	269	102 559	269	102 559	25,5	56	89	873
3,855656	248	261	102	24,0	55	87	853
3.90	241	253	100	23,0	53	84	824
3,95	235	247	99	22,0	51	81	794
4.00	229	241	98	20.5	50	7	775
4.05	223	235	97	–	49	77	755 495556
4.10	217	228	96	–	48	76	745
4,15	212	223	96	–	46	73	7 16	7 16
4.20	207	218	95	–	45	71	696
4.30	197	208	93	–	43	68	6	667
4.40	187	197	91	–	41	65	637
4,50	179	189	89	–	39	62	608	608	608
4.60	170	179	87	–	36	57	559
4.70	163	172	85	–	35	55	559
4.80	156	165	83	–	34	54	530
4,90	149	157	81	–	32	51	500
5.00	143	150	79	–	31	49	481
5.10	137	144	77	–	31	49	481
5.20	131	138	74	–	30	47	461
5.30	126	133	72	–	29	46	451
5.40	121	127	70	–	28	44	431
5.50	116	122	68	–	27	43	422
5.60	111	117	66	–	26	41	402
5.70	107	113	64	–	25	39	382
900 –
5.80	103	108	61	–	24	38	373

.

Твердость по Бринеллю Твердость – это характеристика материала, а не фундаментальное физическое свойство. Он определяется как сопротивление вдавливанию и определяется путем измерения постоянной глубины вдавливания.

Проще говоря, при использовании фиксированного усилия (нагрузки) и заданного индентора, чем меньше отступ, тем тверже материал. Значение твердости при вдавливании получают путем измерения глубины или площади вдавливания с использованием одного из 12 различных методов испытаний.

Узнайте больше об основах испытаний на твердость здесь. Метод определения твердости по Бринеллю , используемый для определения твердости по Бринеллю, определен в ASTM E10. Чаще всего его используют для испытания материалов, которые имеют слишком грубую структуру или поверхность, которая является слишком шероховатой, чтобы ее можно было испытать с использованием другого метода испытаний, например, отливок и поковок. При испытаниях по Бринеллю часто используют очень высокую испытательную нагрузку (3000 кгс) и индентор диаметром 10 мм, так что результирующая выемка усредняет большинство поверхностных и подповерхностных несоответствий.Метод Бринелля применяет предварительно определенную испытательную нагрузку (F) к твердосплавному шарику фиксированного диаметра (D), который выдерживается в течение предварительно определенного периода времени, а затем удаляется. Полученное впечатление измеряется с помощью специально разработанного микроскопа Бринелля или оптической системы по крайней мере на двух диаметрах – обычно под прямым углом друг к другу, и эти результаты усредняются (d). Хотя приведенные ниже расчеты можно использовать для генерации числа Бринелля, чаще всего затем используется диаграмма для преобразования усредненного диаметра в число твердости по Бринеллю.

Общие испытательные усилия варьируются от 500 кгс, часто используемых для цветных материалов, до 3000 кг, обычно используемых для сталей и чугуна. Существуют и другие весы Бринелля с нагрузкой инденторами диаметром 1 кг и 1 мм, но они используются нечасто.

Иллюстрация метода испытаний

D = диаметр шарика
d = диаметр отпечатка
F = нагрузка
HB = результат Бринелля

Как правило, наибольшим источником ошибок в тесте Бринелля является измерение отступа.Из-за различий в операторах, проводящих измерения, результаты будут отличаться даже в идеальных условиях. Неблагоприятные условия могут привести к значительному увеличению вариации. Часто тестовая поверхность подготавливается с помощью шлифовальной машины для устранения поверхностных условий.

Зубчатый край затрудняет интерпретацию отступа. Кроме того, когда операторы знают пределы спецификаций для брака, на них часто можно повлиять, чтобы увидеть измерения таким образом, чтобы увеличить процент «хороших» тестов и меньше повторных тестов.

За последние годы были разработаны два типа технологических средств для решения проблем ошибок измерения Бринелля. Автоматические оптические прицелы Бринелля, такие как B.O.S.S. Система, использовать компьютеры и анализ изображений, чтобы прочитать отступы в согласованном порядке. Эта стандартизация помогает устранить субъективность оператора, поэтому операторы менее склонны к автоматическому просмотру результатов с допуском, когда результат выборки может быть вне допуска.

Приборы Бринелля, которые измеряют в соответствии с ASTM E103, измеряют образцы с использованием параметров твердости по Бринеллю вместе с методом твердости по Роквеллу.Этот метод обеспечивает наиболее повторяемые результаты (и большую скорость), поскольку капризы оптических интерпретаций устраняются с помощью автоматического механического измерения глубины.

Однако при использовании этого метода результаты могут не полностью соответствовать результатам Бринелля из-за различных методов испытаний – для некоторых материалов может потребоваться смещение результатов. Легко установить правильные значения в тех случаях, когда это может быть проблемой.

Для получения дополнительной информации см. Наше руководство по выбору твердомера Newage Brinell или свяжитесь с нами.

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт